淺析混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

朱正 夏宇興

摘要：分析了工程加固結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)以及加固的策略分析方法。針對(duì)工程當(dāng)中出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象對(duì)幾種常見的加固方法進(jìn)行了闡述，同時(shí)進(jìn)行了對(duì)比分析，重點(diǎn)闡述了增大截面方法，外包鋼加固法，粘貼鋼板加固法，粘貼碳纖維加固法以及一些常用的加固混凝土結(jié)構(gòu)的方法。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；加固技術(shù)；受力分析

引言

我國(guó)是一個(gè)自然災(zāi)害較多的國(guó)家，歷次地震都對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的房屋造成了不同程度的損壞。尤其是建國(guó)以來，以及改革開放以來，全國(guó)的建筑量不斷的上升。到現(xiàn)在為止很多的建筑都已經(jīng)進(jìn)入使用的后期，出現(xiàn)工程質(zhì)量事故的可能性非常的大。在汶川地震當(dāng)中建筑物的不堪一擊就可以看出來，當(dāng)時(shí)的建筑物在抗震設(shè)計(jì)方面都達(dá)不到要求，需要進(jìn)行加固，同時(shí)那些因?yàn)榈卣鸬茸匀粸?zāi)害而受到一定損傷的房屋也需要進(jìn)行加固處理，以滿足使用的要求。所以加快對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究就顯得任重而道遠(yuǎn)。

1、加固結(jié)構(gòu)的受力特征分析

在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固前，必須對(duì)加固對(duì)象結(jié)構(gòu)所承受的力的特質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)分析。首先需要明確的是，加固對(duì)象在實(shí)施加固前，屬于第一次受力，即加固對(duì)象是正在承受荷載的，且結(jié)構(gòu)的承載力小于承受的荷載，在對(duì)于加固對(duì)象實(shí)施加固后，屬于二次受力。但是與一次受力不同的是，加固部分在實(shí)施完加固工程后并不立刻產(chǎn)生承載力，必須再次發(fā)生荷載時(shí)，加固部分和加固原對(duì)象才會(huì)共同產(chǎn)生承載力。同時(shí)，加固工程完成后的新結(jié)構(gòu)中，當(dāng)遇到荷載時(shí)，加固部分的應(yīng)力會(huì)有一定的滯后性，且始終都比加固對(duì)象原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力滯后。

當(dāng)加固對(duì)象的原結(jié)構(gòu)突破極限，結(jié)構(gòu)遭到破壞后，加固部分的應(yīng)變力可能還處于很低的狀態(tài)，這就是滯后性的體現(xiàn)。而且新舊兩部分結(jié)構(gòu)是組合的結(jié)果，兩者如何更有效的組合、如何共同達(dá)到加固的效果，是施工和設(shè)計(jì)過程中需要深入研究的。而因?yàn)樾屡f結(jié)構(gòu)承受力的特點(diǎn)，使得加固部分和加固對(duì)象的原結(jié)構(gòu)之間能否融合為一個(gè)整體，共同產(chǎn)生承載力，就成為了加固工程能否有效的關(guān)鍵。要達(dá)成良好的目標(biāo)就會(huì)對(duì)加固過程中使用的工藝、技巧提出一定的要求。

2、混凝土結(jié)構(gòu)加固的策略分析

在進(jìn)行決策之前需要進(jìn)行的是相關(guān)信息的收集工作，在建筑結(jié)構(gòu)加固這一塊主要就是要確定結(jié)構(gòu)的可靠度，損傷程度以及形式，還有其他的一些相關(guān)的性能指標(biāo)，然后就需要借助于一定的工具對(duì)所收集到的資料進(jìn)行分析和處理，然后做出加固的策略方案，最后進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，在可能選擇的方案當(dāng)中選擇最為適合的加固方案。有的時(shí)候結(jié)構(gòu)的加固和維修是不可避免的，因?yàn)槿魏谓ㄖ谑褂玫倪^程當(dāng)中不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定損傷，其結(jié)構(gòu)的功能也會(huì)慢慢的衰退，采取必要的維修以及加固措施可以很好的保證建筑結(jié)構(gòu)正常的工作。

目前來說我國(guó)的很多舊建筑都存在很多問題，需要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的調(diào)查、檢測(cè)和分析之后對(duì)其使用性能進(jìn)行合理的判斷，這些工作的任務(wù)量是非常大的，需要有更多的投入。同時(shí)在進(jìn)行加固方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮的主要有其使用性以及經(jīng)濟(jì)性的問題。對(duì)于大多數(shù)的加固方案來說，對(duì)原有建筑的耐久性以及可靠性考察之后，不滿足要求的才會(huì)選擇加固。因此在對(duì)加固的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析時(shí)，選擇的參數(shù)可以是結(jié)構(gòu)可靠度，從這個(gè)角度來考慮結(jié)構(gòu)加固策略的經(jīng)濟(jì)性，確定最佳的方案。當(dāng)然結(jié)構(gòu)的加固是一個(gè)綜合性的問題，需要考慮的因素有很多，包括加固的效果，生產(chǎn)停止帶來的損失，財(cái)產(chǎn)損失等。所以說加固方案的確定一定要做到科學(xué)性、合理性、經(jīng)濟(jì)性。

3、常用的加固技術(shù)比較

3.1增大截面方法

增大截面加固法的具體方法是在加固對(duì)象的外部外包一層混凝土，使得加固對(duì)象的截面增大，配筋量增大，受力面積增大，實(shí)現(xiàn)增大承載力的目的。增大截面法主要有四種外包方式，分別是單側(cè)、雙側(cè)、三面和四面。

如果加固的對(duì)象僅需要增大截面積，就應(yīng)該在加固的過程中加入部分的特殊鋼筋（構(gòu)造鋼筋），以確保后續(xù)能夠正常澆灌混凝土；如果加固的對(duì)象僅需要增加配筋量，那么就應(yīng)該增設(shè)混凝土澆灌保護(hù)層，以確保后續(xù)能夠正常澆灌混凝土。增大截面法中使用的外包材料主要是混凝土，但是當(dāng)加固對(duì)象自身的鋼筋較多且外包層比較薄的時(shí)候，就不能使用混凝土，應(yīng)使用含西石塊的混凝土，以增加摩擦力。在配筋的時(shí)候可以使用鋼筋、型鋼、鋼板。

3.2外包鋼加固法

一般來說，外包鋼加固法主要有兩種施工工藝，分別為濕式和干式的。濕式工藝下主要是利用膠水（乳膠水、環(huán)氧樹脂、化學(xué)灌漿）將型鋼（角鋼）與加固對(duì)象進(jìn)行連接，以達(dá)到角鋼和加固對(duì)象共同受力的目的。干式工藝下的特點(diǎn)就是加固對(duì)象與型鋼（角鋼）兩者之間沒有任何膠水進(jìn)行連接，兩者之間是通過在加固對(duì)象自身結(jié)構(gòu)上加上一個(gè)格鉤，然后將角鋼套在外面。與濕式工藝相比，干式工藝效果較差。上面介紹的兩種方法在工程實(shí)際應(yīng)用中各有所長(zhǎng)，且技術(shù)性、安全性都有很大的保證。在加固對(duì)象尺寸被定死的情況下，固件承載力又不夠的情況下，適合使用這種加固方法。目前在柱子、梁等不能擴(kuò)大尺寸的固件上的加固工程應(yīng)用比較廣泛。

3.3粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法的具體實(shí)施過程是在加固對(duì)象的表面粘貼上一層鋼板，加固對(duì)象和鋼板之間利用專門制造的膠水（建筑結(jié)構(gòu)膠、環(huán)氧樹脂）進(jìn)行連接，鋼板粘貼位置是加固對(duì)象中承受力量最弱的區(qū)域，即承受拉力或剪力最強(qiáng)的區(qū)域，粘貼鋼板后，使鋼板和加固對(duì)象可以一起承受拉力、剪力，達(dá)到加固結(jié)構(gòu)的效果。

這種方法的本質(zhì)是通過在結(jié)構(gòu)外部配筋的方式，從根本上加大了加固對(duì)象的配筋量，使加固對(duì)象的架構(gòu)各方面的剛度、抗力性（壓、拉、彎、剪）等得到加強(qiáng)加固。如果加固對(duì)象的梁自身高度比較高，但是配筋率卻比較小時(shí)，通過粘貼鋼板加固法是非常有效地，具體方法是在加固對(duì)象的梁底粘貼鋼板，增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的抗彎力和剛度。粘貼鋼板加固法與傳統(tǒng)的加固方法比的優(yōu)點(diǎn)是操作方便、原理簡(jiǎn)單、對(duì)加固對(duì)象本身的結(jié)構(gòu)等要求很少，施工過程中對(duì)外界要求較少，容易組織施工，在目前的眾多工程項(xiàng)目中，該方法的應(yīng)用次數(shù)最多。

3.4粘貼碳纖維加固法

粘貼碳纖維布來對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固是比較常見的加固方法，主要原理就是利用高強(qiáng)度的纖維材料來對(duì)構(gòu)件進(jìn)行加固的方法。具體操作就是將強(qiáng)度高、變形小的纖維材料利用高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)膠粘貼在結(jié)構(gòu)的表面，利用纖維的抗拉強(qiáng)度高的特點(diǎn)來提高整個(gè)構(gòu)件的載荷能力以及整體剛度，其應(yīng)用是相當(dāng)?shù)膹V泛的，結(jié)構(gòu)的抗震、抗剪及抗彎的加固都會(huì)用到這種方法。

4、結(jié)語

混凝土結(jié)構(gòu)的加固應(yīng)保證結(jié)構(gòu)承載力、較好的耐久性和美觀性等原則采取最優(yōu)的加固方法，達(dá)到技術(shù)與實(shí)際，經(jīng)濟(jì)與實(shí)用完美統(tǒng)一的目的。工程結(jié)構(gòu)的加固費(fèi)用，不僅需要加固的一次性投資，還應(yīng)包括后期維護(hù)費(fèi)用，所以在選擇加固方法時(shí)應(yīng)該有一定的策略，從綜合的角度考慮工程結(jié)構(gòu)的加固性能，保證加固效果、施工工效、耐久性等。

參考文獻(xiàn)

[1] 王春苗. 混凝土結(jié)構(gòu)加固的現(xiàn)狀和發(fā)展[J]. 甘肅科技. 2014（01）

[2] 王清宇. 淺析對(duì)混凝土裂縫問題的處理[J]. 黑龍江科技信息. 2013（10）

[3] 陳潤(rùn)生. 混凝土結(jié)構(gòu)加固修復(fù)方法與技術(shù)[J]. 路基工程. 2012（04）

[4] 賴志華. 混凝土結(jié)構(gòu)加固方案的探討[J]. 內(nèi)江科技. 2012（09）

[5] 張譽(yù). 混凝土結(jié)構(gòu)加固方法之我見[J]. 科技信息（科學(xué)教研）. 2011（09）